摘要:構建了一個具有跳躍能力的移動式機器人,機器人在較平坦地形下采用輪式移動方式前行;遇到障礙物或溝渠時,可以進行跳躍,從而擴大運動范圍。介紹了機器人機械系統(tǒng)的總體結構,給出了機器人的本體結構及起跳姿態(tài),并分析了機器人的運動過程.然后,詳細分析了機器人的跳躍機構、跳躍參數(shù)調節(jié)機構、傾覆翻轉機構等關鍵機構的工作原理,給出了機構設計方案。最后,根據(jù)總體設計要求選定了機器人的一些關鍵參數(shù)。
關鍵詞:移動機器人;機構設計;跳躍機構
1 引言(Introduction)
輪式或履帶式移動機器人機構簡單,運動時消耗能量不多,但是很難越過高度超過限制的障礙物。隨著機器人形體的減小,地形對運動的限制作用越來越大。步行或爬行機器人翻越障礙物的能力稍強,但是機構復雜,自由度、關節(jié)、驅動部件較多,實際應用受到限制。跳躍式機器人可以躍過數(shù)倍于自身高度的障礙物或溝渠,對地形有較強的適應力。但是,跳躍運動首先需要克服自身重力影響,且騰空和觸地階段動力學方程復雜,平衡難以控制。
在機器人的研制過程中,把多種運動方式集成到一種機器人身上,是擴展機器人運動范圍、提高機器人適應能力的主要途徑.日本的Yamanaka把滾動運動方式和跳躍運動方式結合起來,構建了可以進行跳躍運動的滾動式球形機器人。Birch等研制的機械蟋蟀,同時具有爬行運動方式和跳躍運動方式。
本文構建了一個具有跳躍能力的輪式移動機器人,給出了該機器人關鍵機構的設計及工作原理分析。該機器人把輪式運動和跳躍運動很好地結合起來。機器人在平坦地形下采用輪式行進方式,節(jié)約了能量;在碰到障礙物或溝渠時,機器人可以跳躍,從而擴大了運動范圍。該機器人的所有姿態(tài)調節(jié)運動都在地面完成,避免了復雜的動力學方程分析。
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可跳躍式移動機器人機構設計及實現(xiàn)[/align][/b]